在放大器失真

定义放大器的失真基本上意味着在输出处接收到的波形的变化相对于应用的输入。的不必要的改变放大过程中产生的失真称为失真。

纯信号总是有一个单一的频率分量，其中电压的正负变化量相等。如果这种变化小于360⁰周期，那么就可以说信号被扭曲了。

当我们讨论理想放大器时，被放大的输出必须是输入的精确复制品。但实际上，这种理想的放大器并不存在。放大器输出信号的这些不希望发生的变化基本称为放大器失真。

对于无失真输出信号，在基极或门极端需要直流偏置。当采用直流偏置时，信号在整个周期内被放大。偏差“问点”必须落在载重线的中间。

因此，有了这样的“Q点”设置，输入一个放大可以实现。关于a类放大器的详细解释请参阅我们上一篇文章功率放大器。

信号失真的原因- - - - - -

1. 由于不正确的偏置，当信号在输入信号的整个周期内没有被放大时，就会发生失真。
2. 当应用的输入信号非常大时，也会发生这种情况。
3. 当放大器在全频率范围内不是线性放大时，有时会导致放大器失真。

正如我们已经知道的事实，放大器基本上放大小电压信号为了在输出端提供更大的信号。放大后的输出信号是放大器的增益与输入信号的增益相乘得到的值。

这就是为什么我们在放大器的输出处得到一个放大信号的原因。但是即使是相似类型的晶体管，放大器(即β)的增益也是不同的。从而导致“Q点”从晶体管到其他晶体管的变化。

放大器的失真类型

失真的类型仅仅取决于晶体管所使用的特性区域、器件的电抗和相关电路。

• 非线性失真-这种类型的失真发生在放大器中，当信号输入很大，有源器件被驱动到其特性的非线性区域。
  1. 幅度失真:
     这种类型的扭曲是由于衰减在峰值的波形。“Q点”的转移和小于360⁰的输入信号的放大会导致振幅失真。它的发生主要是由于不正确的偏置和剪切。我们知道，如果晶体管的偏置点是正确的，就可以得到放大形式的输入的精确复制品。让我们借助以下三个案例来理解它——
     • 案例1:假设偏置不充分，“Q点”将位于载重线下半部分附近。在这样的条件下,消极的一半的输入是剪我们在放大器的输出处得到一个失真的信号。
     • 案例2假设有额外的偏置电势，“Q点”现在将在载重线的上半部分。这个条件给出的输出是正一半截止的波形。
     • 案例3有时，在输入信号较大的情况下，正确的偏置也会导致输出失真。这是因为大的输入信号被放大器的增益放大。在这种情况下，两者都有正负二分之一的波形剪在某些部分。这也被称为削波失真。由于幅值失真，电路的效率大大降低。
• 线性失真,这种类型的失真发生在小的输入信号驱动设备，并且它工作在其特性的线性区域。这主要是由于有源器件的频率相关特性。
  1. 频失真:
     在频率失真中，放大的程度随频率而变化。在实际的放大器中，放大时输入信号由基频和不同的频率分量组成。这种不同的频率成分被称为谐波。放大后，谐波的振幅略等于基波振幅的一部分。因此对输出波形没有任何严重的影响。但如果谐波放大后的幅值增大，其影响将无法避免，因为它将在输出端被注意到。下图将帮助您清楚地了解频率失真
     这里的输入由基频和谐波组成。两者结合放大将在输出处产生失真信号。它的发生要么是由于存在无功元件，要么是由于放大器电路的电极电容。
  2. 相位失真:
     相位畸变在放大器中也被称为延迟失真。顾名思义，只要输入信号和输出信号之间存在时间延迟。这就是相位失真信号。它主要是由电抗引起的。正如我们已经讨论过的，信号由不同的频率分量组成。因此，当不同的频率发生不同的相移时，就会发生相畸变。由于人耳对相移不敏感，相位失真在音频放大器中没有实际意义。可容忍或不可容忍的失真类型和程度取决于放大器的应用。

一般情况下，只有当放大器造成过大的失真时，才会影响系统的工作。